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¿Dónde se sitúa el sector de arranque (MBR) de un disco?

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Este post lo coloco por que un visitante de la página (José A.M. Ayuso) me ha mandado por correo un trabajo que ha presentado en el ciclo de DAW (creo que en primero), para que todo el que lo desee haga uso de el. Como yo no he realizado 1º de DAW lo voy a colocar en la sección que más se le parece 1º DAM – Sistemas informáticos, asignatura para la que en su día yo también realicé un trabajo de características similares (pero que ya no tengo en mi poder) sobre el MBR.

Echándole un vistazo por encima y por lo que recuerdo sobre el sector de arranque de los discos, lo he visto bastante bien de contenido y con unos razonamientos sobre los conceptos expresados de manera lógica y entendible, aun que no estoy totalmente de acuerdo con alguno de ellos. Como guía puede complementar los trabajos o los estudios de aquellos que estén estudiando el sector de arranque y sus cosas.



Ahora, aquí va el trabajo. Se puede descargar en formato pdf desde el siguiente link, o se puede echar un vistazo a su contenido (sin imágenes) en las siguiente líneas.

¿DONDE SE SITÚA EL SECTOR DE ARRANQUE (MBR) DE UN DISCO?

Sector de arranque
De todos los sectores de una unidad de disco, el primero de la primera cabeza del primer cilindro (CHS 0,0,1), tiene una importancia y significado especial. Es el sitio al que se dirige la BIOS cuando busca si existe en el sistema un dispositivo cargable, es decir si tiene un código que sea capaz de inicializar el ordenador para comunicarse con el usuario u otro sistema proporcionando las herramientas software necesarias para una correcta comunicación entre los mismos, lo que se conoce como Sistema Operativo. Por esta razón se denomina sector de arranque MBR (“Master boot record”).

El sector de arranque de un disco duro se encuentra en la pista 0 que es la pista mas externa con respecto al eje de rotación del disco.
Después de buscar un razonamiento en internet de porque se sitúa el sector de arranque en la pista mas externa, no en otra y no encontrar una explicación coherente, voy a aportar mi propio razonamiento en este sentido siendo una opinión personal basada en el estudio de los parámetros que determinan el funcionamiento de un disco duro. Se considera cierto y contrastado que el sector de arranque se encuentra en la pista 0, la mas externa con relación al eje de rotación.
Podríamos plantearnos que las pistas exteriores son más grandes que las interiores, y como consecuencia estas contienen mas sectores y por lo tanto en teoría pueden albergar mas datos, si bien es cierto que la información necesaria para el sector de arranque es muy pequeña, también es verdad que en este sector de arranque se encuentra a su vez información de la estructura del disco y sobre todo donde iniciar la carga del Sistema Operativo, aunque el sector de arranque es vital no es mas que un índice que indica donde se encuentran los datos para cargar el Sistema Operativo y las instrucciones básicas para su carga. Después de leer el sector de arranque necesitamos seguir leyendo bastantes mas datos, si esta lectura se produce de forma secuencial, es decir en sectores lo mas consecutivos posibles y en el menor número de pistas consecutivas (pistas externas) la carga del sistema operativo será mas rápida que si tenemos que desplazar los cabezales lectores a un mayor numero de pistas diferentes (pistas internas) y leer cada pista hasta encontrar el inicio del bloque de datos buscado.La teoría anterior aparentemente podría explicar con bastante lógica la razón de que la pista 0 sea la mas externa pero hay un detalle que desmonta esta teoría.

Dentro del disco duro hay más de un disco o plato, este conjunto de discos giran solidariamente a una velocidad constante. Los cabezales de la unidad, también solidarios, cuando se colocan cerca del eje de rotación del disco, es decir en las pistas internas leen la superficie de disco más lentamente que la superficie en los bordes exteriores del disco. Para compensar esta diferencia física, las pistas cerca de la parte exterior del disco están menos densamente pobladas con datos que las pistas cerca del eje de rotación del disco.

El resultado de la densidad de datos diferente es que la misma cantidad de datos se pueden leer en el mismo período de tiempo, desde cualquier posición de las cabezas lectoras, es decir que las pistas aunque tienen diferente tamaño contienen cada una el mismo número de datos, lo que si varia es la densidad de los mismos.

Los cabezales del disco duro cuando este no funciona deberían situarse fuera del área de datos del disco por lo que los cabezales podrían aparcar en la parte más externa del disco. La pista 0, la mas externa se encontraría entonces mas cerca de los cabezales en el momento de comenzar a funcionar el disco y podría ser la principal razón de esta disposición de pistas ya que el acceso a la pista 0 seria mas rápido en un primer momento cuando iniciamos el sistema.

El razonamiento anterior tampoco es valido ya que el aparque de cabezales se realiza por lo menos en algunos discos en la parte interna del disco, no en la externa e independientemente de donde realice el aparque de cabezales siempre existe un tiempo en el arranque del disco suficiente para mover los cabezales a una pista concreta ya que los discos internos tardan un tiempo en llegar a la velocidad optima de rotación.

CONCLUSIONES
No encuentro una razón clara por la que la pista 0 tenga que ser la mas externa y no la mas interna, salvo que se utilizaran mas de un cabezal de lectura por pista y cara de cada plato para poder aumentar la densidad de datos en las pistas mas externas, de esta forma al poder tener 2 lecturas simultaneas de la pista en distintos puntos si se podría aprovechar la mayor longitud de pista en las pistas externas aunque quedara limitado el uso de un solo cabezal para las mas internas, pero este sistema u otro parecido en la que la velocidad de giro dependa de la pista de acceso (sistema muy difícil de implementar) por lo menos en los discos mas comunes no se esta utilizando.

Otra razón que se me ocurre es que estadísticamente la tasa de errores o el tiempo de acceso en las pistas más externas del disco sea menor por el comportamiento mecánico o magnético de las partes del disco en esta zona.

Partiendo de la base de que la cantidad de datos en cada una de las pistas ya sean internas o externas es el mismo, no debería influir que la pista 0, es decir el arranque y la tabla de ficheros y directorios estén en la pista más interna o más externa.

A continuación se muestran unos vínculos de videos donde se comprueba el comportamiento de un disco duro en su desconexión, arranque y copiando ficheros.

José Antonio Martin Ayuso
D.A.W.

Una vez más, quiero agradecerle a José A.M. Ayuso el aporte y animar a todo el que quiera que se publiquen aquí sus trabajos me lo hagan llegar vía correo electrónico. Y tras un vistazo, su trabajo será publicado, siempre que su contenido sea correcto y tenga un mínimo de coherencia.

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